Capitulo 7

Sistema de control de la producción basado en tarjetas para entornos de tipo taller: estudio del sistema COBACABANA y propuesta de mejora
Capítulo 7.- Diseño Experimental.
1. Introducción.
El objetivo general de este trabajo es el estudio de la viabilidad del sistema
COBACABANA, sistema de control que como se expuso en el capítulo 3 se basa en
los principios del WLC, así como la elaboración de una propuesta de mejora.
El investigador M. Land, ha realizado un estudio (Martin Land, 2004) sobre el
comportamiento de los sistemas de control basados en WLC. Al ser el mismo autor que
el del sistema COBACABANA, se ha decidido usar los mismos modelos documentados
para comparar su funcionamiento.
Del mismo modo, el sistema de control MPK será aplicado a este mismo caso de
estudio.
2. Descripción del modelo de estudio de M. Land.
M. Land simula los sistemas de control WLC sobre un modelo de taller con seis
estaciones de trabajo cuyos parámetros principales se exponen en la tabla 7.1. Se
establecen rutas con longitudes entre 1 y 6 estaciones de trabajo. Existe la misma
probabilidad para todas las longitudes posibles de ruta. Cada estación de trabajo puede
procesar exclusivamente un trabajo en un instante concreto.
Taller
6 estaciones con capacidad para un solo trabajo
Longitud de la Ruta
Distribución Uniforme Discreta [1,6]
Estaciones en la Ruta
Equiprobabilidad de todas las estaciones, sin repetición de
estaciones en una ruta
Tiempos de Proceso
Distribución 2-Earlang (media: 1 unidad de tiempo)
Tiempo entre llegadas
Distribución Exponencial (media: 0,648 unidades de tiempo)
Tabla 7.1. Parámetros básicos del Modelo de Estudio.
El tiempo de proceso es idéntico para las seis estaciones de trabajo y se comporta según
la variable aleatoria 2-Earlang de media 1.
Página 72
Sistema de control de la producción basado en tarjetas para entornos de tipo taller: estudio del sistema COBACABANA y propuesta de mejora
La frecuencia de entrada de pedidos se ajusta a una distribución exponencial de media
0,648.
La determinación de las rutas se realiza de acuerdo a lo expuesto en el capítulo 6.3,
expresado gráficamente en la figura 7.1 extraída de la tesis de M. Land.
Figura 7.1. Tipología de talleres en Modelo de Estudio. (Fuente (Martin Land, 2004))
La fecha de compromiso de entrega al cliente se determina según la ecuación 8.
donde,
Finalmente el modelo establece un tiempo de producción planificado (
) de 5
unidades de tiempo y una duración del periodo entre liberaciones ( ) de 5 unidades de
Página 73
Sistema de control de la producción basado en tarjetas para entornos de tipo taller: estudio del sistema COBACABANA y propuesta de mejora
tiempo. Estos datos han sido validados y aportados por el trabajo de (Martin Land,
2004)
Este modelo de taller es el empleado en las simulaciones de los sistemas de control
COBACABANA y MPK.
3. Diseño experimental de M. Land.
M. Land realiza un estudio sobre el comportamiento de los sistemas de liberación WLC
clásicos (véase capítulo 2.3) ante la variación de la norma.
En su estudio analiza el comportamiento de tres variables ante la modificación de la
norma de carga en cuatro escenarios de control distintos.
Las tres variables analizadas son:
· tiempo de procesado en el taller
· tiempo de proceso total (incluido el tiempo en la zona de espera)
· porcentaje de trabajos terminados fuera del plazo de entrega (porcentaje de retrasos).
Los cuatro escenarios de control son:
1) Rutas de flujo no dirigido con ordenación de las colas en los centros de trabajo
y en la zona de espera basada en FIFO.
2) Rutas de flujo no dirigido con ordenación de las colas en los centros de trabajo y
en la zona de espera basada en RD.
3) Rutas de flujo dirigido con ordenación de las colas en los centros de trabajo y en
la zona de espera basada en FIFO.
4) Rutas de flujo dirigido con ordenación de las colas en los centros de trabajo y en
la zona de espera basada en RD.
Para cada uno de estos escenarios, M. Land realiza una simulación reduciendo
paulatinamente el valor de la norma de carga desde un valor tal en el que puede
considerarse liberación inmediata.
Los parámetros de simulación empleados son (Martin Land, 2004):
· Número de réplicas: 100.
· Longitud de la réplica: 6.000 unidades de tiempo.
· Warm up: 3.000 unidades de tiempo.
Página 74
Sistema de control de la producción basado en tarjetas para entornos de tipo taller: estudio del sistema COBACABANA y propuesta de mejora
Los resultados para cada uno de los casos simulados se exponen gráficamente mediante
la relación de las variables analizadas:
· Tiempo de Proceso Total vs Tiempo de Procesado en Taller.
· Porcentaje de Retrasos vs Tiempo de Procesado en Taller.
Como puede observarse, la variable de control (norma de carga) queda excluida de la
exposición de resultados lo cual facilita la comparación de los mismos con los sistemas
de control COBACABANA y MPK.
4. Diseño experimental del sistema COBACABANA
Para el análisis del comportamiento del sistema de control COBACABANA sobre el
caso de estudio descrito en la sección 2 de este capítulo, es fundamental el hecho de que
en todas las estaciones de trabajo el tiempo de producción planificado y el tiempo de
proceso es el mismo para cualquier tipo de trabajo y ruta.
Este hecho, por aplicación de la ecuación [5] contenida en el capítulo 3.1., provoca que
el número de tarjetas correspondiente a la carga de un trabajo concreto, es la misma para
todos los trabajos y todas las estaciones de trabajo.
En base a esta circunstancia, para el trabajo j se asignará una tarjeta de cada uno de los
displays de las estaciones de trabajo que componen la ruta.
5. Diseño experimental del sistema MPK
Para el análisis del comportamiento del sistema de control MPK sobre el caso de
estudio descrito en la sección 2 de este capítulo, se tiene en cuenta fundamentalmente:
· La igualdad de tiempos de producción planificados y tiempos de proceso para todos
los trabajos y todas las estaciones de trabajo.
· Las rutas tienen un número máximo de 6 tareas.
· La igualdad de los parámetros
y
.
Respecto al primer factor, el resultado es que se extraerá una tarjeta por cada display
afectado por la ruta, cabe recordar en este caso que además de la estación de trabajo hay
que tener en cuenta el periodo planificado.
Respecto al segundo factor, se adopta un número de 6 periodos planificados. Por lo
tanto, dado que existen 6 estaciones de trabajo, el número total de display será 6x6=36.
Página 75
Sistema de control de la producción basado en tarjetas para entornos de tipo taller: estudio del sistema COBACABANA y propuesta de mejora
La igualdad de los parámetros
y
facilita la determinación de los periodos
planificados de producción para cada trabajo. En este sentido, la previsión inicial de los
periodos en los que se ejecutarán las tareas de la ruta, se basa en la identidad entre
periodos planificados y posición de la estación de trabajo s en la ruta del trabajo j (ver
figura 7.2).
Figura 7.2. Determinación de los periodos planificados en el Modelo de Estudio.
Asimismo, tras la ejecución de una tarea de la ruta, todas las tareas de la ruta reducirán
en un periodo el periodo planificado; evidentemente, todas salvo la tarea ejecutada (ver
figuras 7.2 y 7.3)
Página 76
Sistema de control de la producción basado en tarjetas para entornos de tipo taller: estudio del sistema COBACABANA y propuesta de mejora
Figura 7.3. Actualización de los periodos planificados en el Modelo de Estudio.
5. Metodología experimental para la comparación de resultados.
El objetivo del trabajo es analizar el comportamiento de los sistemas de control
COBACABANA y MPK mediante la comparación con el comportamiento analizado
por M. Land en su estudio de los sistemas clásicos de liberación basados en WLC.
Tal y como se expone en los capítulos 3 y 4, existe una relación entre el número total
de tarjetas que puede contener un display de los sistemas COBACABANA o MPK, y la
norma de carga empleada en los métodos de liberación clásicos de WLC. Por ello, de
cara a realizar un análisis experimental equivalente al realizado por M. Land, se analiza
el comportamiento de las tres variables (véase sección 3) ante la modificación del
número máximo de tarjetas del display en los cuatro escenarios de control estudiados.
Página 77
Sistema de control de la producción basado en tarjetas para entornos de tipo taller: estudio del sistema COBACABANA y propuesta de mejora
Para cada uno de estos escenarios, se realiza una simulación reduciendo paulatinamente
el valor del número máximo de tarjetas de los displays desde un valor tal en el que
puede considerarse liberación inmediata.
Se utilizan los mismos parámetros de simulación empleados por M. Land:
· Número de réplicas: 100.
· Longitud de la réplica: 6.000 unidades de tiempo.
· Warm up: 3.000 unidades de tiempo.
Los resultados para cada uno de los casos simulados se exponen gráficamente mediante
la relación de las variables analizadas:
· Tiempo de Proceso Total vs Tiempo de Procesado en Taller.
· Porcentaje de Retrasos vs Tiempo de Procesado en Taller.
Como puede observarse, las variables de control (norma de carga, nº máximo de
tarjetas en el display) quedan excluidas de la exposición de resultados lo cual facilita la
comparación de los mismos con los sistemas de control WLC, COBACABANA y
MPK.
Página 78